(57)【要約】  【課題】  光触媒性微粒子の剥離が生じ難く、光触媒作用が高い光触媒担持体及びその製造方法を提供すること。  【解決手段】  まず、アルミナセラミックス多孔体であるセラミックスフィルター３の表面に、ディップコート法により酸化チタン第１層５を形成し、６００°〜１１００°Ｃの温度で１時間焼成した。次に、酸化チタン第１層の上に、やはりディップコート法により酸化チタン第２層７を形成し、２００°Ｃの条件で２時間焼成して、光触媒担持体１を完成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に光触媒性微粒子を付着させ、５００〜１１００°Ｃの温度で焼成してＡ層を形成する第１工程と、
前記Ａ層の上に、光触媒性微粒子を付着させ、１００〜４００°Ｃの温度で焼成してＢ層を形成する第２工程と、を有することを特徴とする光触媒担持体の製造方法。
【請求項２】
前記光触媒性微粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコンの群から選ばれる１種以上から成ることを特徴とする請求項１に記載の光触媒担持体の製造方法。
【請求項３】
前記Ａ層を構成する光触媒性微粒子と、前記Ｂ層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光触媒担持体の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程及び／又は前記第２工程において、前記光触媒性微粒子を分散させた分散液を塗布した後、前記分散液の溶媒を蒸発させることにより、前記光触媒性微粒子を付着させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法。
【請求項５】
前記分散液における前記光触媒性微粒子の含有率が、５〜３０重量％であることを特徴とする請求項４に記載の光触媒担持体の製造方法。
【請求項６】
前記基材が多孔質セラミックス基材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された製造方法により製造される光触媒担持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光触媒作用により、防汚、防臭、抗菌等の機能を奏する環境浄化装置に用いられる光触媒担持体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、酸化チタン等の酸化物光触媒は、光触媒作用により、防汚、防臭、抗菌作用等の機能を奏することが知られている。
その光触媒作用の発現機構は、以下のものである。すなわち、酸化物光触媒に、バンドギャップに相当するエネルギーを持つ光を照射すると、光励起により伝導帯に電子を生じるとともに、価電子帯に正孔を生じる。このようにして生じた電子は強い還元作用を示し、また、正孔は強い酸化作用を示す。これらの酸化還元作用が、光触媒上に付着した有機物や窒素化合物等を水や炭酸ガスなどに分解する。
【０００３】
近年、上記の酸化物光触媒の防汚、防臭、抗菌等の機能を利用した環境浄化方法、環境浄化装置が注目されている。
ところで、酸化物光触媒は通常粉末状であるので、環境浄化装置に組み込むためには、何らかの方法で酸化物光触媒を基材上に固定化する必要がある。固定方法としては、以下の(i)〜(iii)の方法が知られている。
【０００４】
(i)粉末状の酸化物光触媒を有機バインダーと混合して基材上に塗布し、その後、常温下又は加熱して固定させる（特許文献１参照）。
(ii)粉末状の酸化物光触媒を無機バインダーと混合して基材上に塗布し、その後、常温下又は加熱して固定させる（特許文献２参照）。
【０００５】
(iii)酸化物光触媒と溶媒とを混合して成るコーティング剤を基材上に塗布した後、高温で加熱し、基材上に酸化物光触媒を固定化する（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−０６０１３２号公報
【特許文献２】特開２００１−３８２１８号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記(i)、(ii)の方法では、バインダーが酸化物光触媒表面の大部分を覆ってしまうため、酸化物光触媒の表面のうち、露出している部分の面積が減少し、その結果として、光触媒作用が不活性化してしまうという問題があった。更に、上記(i)の方法では、光触媒作用により有機バインダーが分解されてしまうため、被膜強度が低下し、酸化物光触媒の粉末が次第に脱落してしまうという耐久性上の問題もあった。
【０００７】
また、上記(iii)の方法では、高温で加熱するため、酸化物光触媒の焼結が起こってしまい、酸化物光触媒の表面積が減少し、光触媒作用が低下してしまうという問題があった。更に、上記(iii)の方法では、高温で焼成することで、酸化物光触媒の結晶型が低活性の結晶型に相転移し、光触媒作用が不活性化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、光触媒性微粒子の剥離が生じ難く、光触媒作用が高い光触媒担持体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）請求項１の発明は、
基材に光触媒性微粒子を付着させ、５００〜１１００°Ｃの温度で焼成してＡ層を形成する第１工程と、前記Ａ層の上に、光触媒性微粒子を付着させ、１００〜４００°Ｃの温度で焼成してＢ層を形成する第２工程と、を有することを特徴とする光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
【００１０】
本発明では、Ａ層を５００〜１１００°Ｃ（好ましくは６００〜１１００°Ｃ、特に好ましくは６００〜１０００°Ｃ）の温度で焼成するので、Ａ層が基材に対し強固に固定される。また、Ａ層とＢ層とはともに光触媒性微粒子から成るので、Ａ層とＢ層との結合も強固である。そのため、本発明で製造された光触媒担持体は、Ａ層やＢ層が剥離しにくく、耐久性が高い。
【００１１】
また、本発明では、Ａ層及びＢ層を形成する際に、バインダーを用いずに光触媒性微粒子を固定化することができるので、光触媒性微粒子の表面がバインダーで覆われることがなく、光触媒性微粒子の有効表面積が大きい。そのことにより、本発明で製造される光触媒担持体は、光触媒性微粒子による光触媒作用が高く、防汚、防臭、抗菌等の機能において優れている。
【００１２】
また、本発明では、Ｂ層を光触媒担持体の最表面に形成することができる。このＢ層の焼成温度は１００〜４００°Ｃと低いので、焼結が生じず、Ｂ層に含まれる光触媒性微粒子の有効表面積が大きい。従って、本発明で製造される光触媒担持体は、有効表面積の大きい光触媒性微粒子を最表面に備えることにより、光触媒性微粒子による光触媒作用が高く、防汚、防臭、抗菌等の機能において優れている。
【００１３】
また、本発明は、光触媒性微粒子を固定化するためにバインダーを用いる必要がないので、製造工程を簡略化できる。
・前記基材の材質としては、例えば、セラミックス、金属、ガラス等が挙げられる。
【００１４】
・前記Ａ層の膜厚としては、例えば、１〜５μｍの範囲が好適である。また、前記Ｂ層の膜厚としては、例えば、１〜２０μｍの範囲が好適である。
・前記光触媒性微粒子の粒径は、５〜１００ｎｍの範囲が好適である。
（２）請求項２の発明は、
前記光触媒性微粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコンの群から選ばれる１種以上から成ることを特徴とする請求項１に記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
【００１５】
本発明は、光触媒性微粒子が上記の物質から成ることにより、光触媒作用が一層高い。
・前記酸化チタンの結晶形としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイトが挙げられる。特に、光触媒作用が高いアナターゼが好ましい。
（３）請求項３の発明は、
前記Ａ層を構成する光触媒性微粒子と、前記Ｂ層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光触媒担持体の製造方法。
【００１６】
本発明では、Ａ層を構成する光触媒性微粒子と、Ｂ層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成るので、Ａ層とＢ層との密着性が一層高くなる。そのため、本発明で製造される光触媒担持体は、耐久性が一層優れている。
（４）請求項４の発明は、
前記第１工程及び／又は前記第２工程において、前記光触媒性微粒子を分散させた分散液を塗布した後、前記分散液の溶媒を蒸発させることにより、前記光触媒性微粒子を付着させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
【００１７】
本発明は、上記の方法により、Ａ層、Ｂ層、またはそれらの両方を、均一な厚みに形成することができる。また、本発明によれば、Ａ層、Ｂ層、またはそれらの両方の形成が容易である。
（５）請求項５の発明は、
前記分散液における前記光触媒性微粒子の含有率が、５〜３０重量％であることを特徴とする請求項４に記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
【００１８】
本発明は、分散液における光触媒性微粒子の含有率が、５〜３０重量％であることにより、光触媒作用が一層高い。
（６）請求項６の発明は、
前記基材が多孔質セラミックス基材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
【００１９】
本発明では、基材が多孔質セラミックスであることにより、焼成工程において、基材が損傷することがない。また、本発明で製造される光触媒担持体は、基材が多孔質であることにより、表面積が大きく、光触媒作用が高い。
（７）請求項７の発明は、
請求項１〜６のいずれかに記載された製造方法により製造される光触媒担持体を要旨とする。
【００２０】
本発明の光触媒担持体は、請求項１〜６の発明について述べた作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の光触媒担持体の形態の例（実施例）を説明する。
【実施例１】
【００２２】
ａ）まず、本実施例１の光触媒担持体の構成を図１及び図２を用いて説明する。
光触媒担持体１は、基材としてのセラミックスフィルター（多孔質セラミックス基材）３と、その表面に順次積層された酸化チタン第１層（Ａ層）５及び酸化チタン第２層（Ｂ層）７とから成る。
【００２３】
セラミックスフィルター３は、アルミナセラミックス多孔体（Ａｌ2Ｏ3：７６％・ＳｉＯ2：１９％・空孔率：８５％）から成る板状部材である。このセラミックスフィルター３の表面を電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００）により撮影した写真を図２に示す。
【００２４】
酸化チタン第１層５及び酸化チタン第２層７は、それぞれ、酸化チタン微細粉末（光触媒性微粒子）を固定化した層であり、それらの厚みはいずれも約１〜２μｍである。
ｂ）次に、本実施例１の光触媒担持体の製造方法を説明する。
【００２５】
まず、セラミックスフィルター３の表面に、酸化チタン第１層５を形成した。具体的には、ディップコーター（有限会社エス・デイ・アイ製ＫＤ−５０００）を用い、セラミックスフィルター３を酸化チタンコーティング液（光触媒性微粒子を分散させた分散液）に一旦浸漬し、その後引き上げた。こうすることにより、セラミックスフィルター３の表面に酸化チタンコーティング液が付着し、その後、酸化チタンコーティング液の溶媒が蒸発することにより、セラミックスフィルター３の表面に酸化チタンから成るＡ層が形成された。
【００２６】
ここで、酸化チタンコーティング液は、石原産業製ＳＴＳ−０１（酸化チタン含有率３０．１％（重量比）、酸化チタンの平均粒径約７ｎｍ、ｐＨ１．５）を４倍希釈したもの（ＳＴＳ−０１と水とを１：３の比率で混合したもの）である。ＳＴＳ−０１の酸化チタン含有率は上記のように３０．１重量％であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は７．５２重量％である。
【００２７】
次に、セラミックスフィルター３及び酸化チタン第１層５を、電気炉（株式会社デンケン製ＫＤＦ  Ｓ−１００）を用いて２時間焼成した（第１回焼成）。
ここで、焼成温度は、６００°Ｃ、８００°Ｃ、１０００°、１１００°Ｃの４種類とし、６００°Ｃで焼成したものを実施例１−１、８００°Ｃで焼成したものを実施例１−２、１０００°Ｃで焼成したものを実施例１−３、１１００°Ｃで焼成したものを実施例１−４とした。
【００２８】
次に、実施例１−１〜１−４のそれぞれについて、酸化チタン第１層５の上に、酸化チタン第２層７を形成した。その形成方法は、酸化チタン第１層５の形成と同様に、ディップコーターを用いて酸化チタンコーティング液に浸漬する方法により行った。ただし、このときの酸化チタンコーティング液は、石原産業製ＳＴＳ−０１を２倍希釈したもの（ＳＴＳ−０１と水とを１：１の比率で混合したもの）を用いた。ＳＴＳ−０１の酸化チタン含有率は３０．１重量％であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は１５．１重量％である。
【００２９】
次に、セラミックスフィルター３、酸化チタン第１層５、及び酸化チタン第２層７を、電気炉を用い、２００°Ｃの条件で１時間焼成し（第２回焼成）、光触媒担持体１を完成した。尚、実施例１−１〜１−４の光触媒担持体の製造条件の一覧を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
また、次のようにして、比較例１−１〜１−４の光触媒担持体を製造した。
（比較例１−１）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例１−１と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例１−２）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例１−２と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例１−３）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例１−３と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例１−４）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例１−４と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
【００３２】
尚、比較例１−１〜１−４における光触媒担持体の製造条件の一覧を表２に示す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
ｃ）次に、本実施例１の光触媒担持体１が奏する効果を説明する。
i)本実施例１の光触媒担持体１では、酸化チタン第１層５は６００〜１１００°Ｃの温度で焼成されているので、セラミックスフィルター３に対し強固に固定されている。また、酸化チタン第２層７と酸化チタン第１層５との結合も強固である。そのため、本実施例１の光触媒担持体１は、酸化チタン第１層５や酸化チタン第２層７が剥離しにくく、耐久性が高い。
【００３５】
(ii)本実施例１の光触媒担持体１では、バインダーを用いずに酸化チタンを固定化しているので、酸化チタンの表面がバインダーで覆われることがなく、酸化チタンの有効表面積が大きい。そのことにより、本実施例１の光触媒担持体１は、酸化チタンによる光触媒作用が高い。
【００３６】
(iii)本実施例１の光触媒担持体１では、酸化チタン第２層７が最表面に露出している。この酸化チタン第２層７の焼成温度は２００°Ｃと低いので、焼結が生じず、酸化チタンの有効表面積が大きい。従って、本実施例１の光触媒担持体１は、有効表面積の大きい酸化チタン第２層７を最表面に備えることにより、酸化チタンによる光触媒作用が高い。
【００３７】
(iv)本実施例１の光触媒担持体１は、酸化チタンを固定化するためにバインダーを用いる必要がないので、製造工程を簡略化できる。
ｄ）次に、本実施例１の光触媒担持体１が奏する光触媒作用を確かめるために行った実験について説明する。以下の実験は、実施例１−１〜１−４、及び比較例１−１〜１−４の光触媒担持体のそれぞれについて行った。
【００３８】
(i)実験方法
容積６７Ｌの容器に、光触媒担持体と、光触媒を照らす光源としてのブラックライトと、容器内部の空気を攪拌するためのファンとを収容した。ブラックライトの照度は３０Ｗとし、ファンによる攪拌速度は０．４ｍ3／ｍｉｎとした。
【００３９】
次に、上記容器を密閉し、初期濃度が２００ｐｐｍとなるようにアンモニアを導入した。そして、アンモニア導入からの時間（反応時間）が０分、２．５分、５分、７．５分、１０分、１５分、３０分の時に、それぞれ、アンモニア濃度測定器（株式会社ガステック製の検知管３Ｌ（０．５〜７８ｐｐｍ）、３Ｌａ（２．５〜２００ｐｐｍ））を用いてアンモニア濃度を測定した。
【００４０】
(ii)実験結果
反応時間ごとの、アンモニア濃度と除去率とを上記表１及び表２に示す。ここで、除去率とは、アンモニアの初期濃度Ｃ0、測定濃度Ｃnしたときに、下記式（１）で表されるものである。
【００４１】
式（１）  除去率（％）＝（（Ｃ0−Ｃn）／Ｃ0）×１００
表１に示すように、実施例１−１〜１−４の光触媒担持体１は、反応時間３０分において、除去率は全て９８％以上であり、非常に高かった。この結果から、本実施例１の光触媒担持体１は、光触媒作用によるアンモニア分解効果（防臭効果）が高いことが確認できた。
【００４２】
また、実施例１−１〜１−４の光触媒担持体１のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第１層５の焼成温度として、６００〜１１００°Ｃの範囲が好適であることが確認できた。
【００４３】
これに対し、表２に示すように、比較例１−１〜１−４の光触媒担持体は、反応時間３０分における除去率が５５〜７２．５％と非常に低かった。このように比較例１−１〜１−４の光触媒担持体のアンモニア除去率が低い理由は次のように推定される。すなわち、比較例１−１〜１−４の光触媒担持体は、酸化チタン第２層７を備えておらず、酸化チタン第１層５のみを備えている。酸化チタン第１層５は、６００°Ｃ〜１１００°Ｃという高温で焼成されているので焼結が生じ、酸化チタンの表面積が小さくなっていると考えられる。その結果として、比較例１−１〜１−４の光触媒担持体のアンモニア除去率は低くなったと考えられる。
【実施例２】
【００４４】
基本的には前記実施例１−１〜１−４と同様に、実施例２−１〜２−４の光触媒担持体１を製造した。但し、本実施例２では、酸化チタン第１層５の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１を６倍希釈したもの（ＳＴＳ−０１と水とを１：５の比率で混合したもの）とした。ＳＴＳ−０１の酸化チタン含有率は３０．１重量％であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は５．０２重量％である。尚、実施例２−１〜２−４における光触媒担持体１の製造方法の一覧を表３に示す。
【００４５】
【表３】
2005349309.tif 000005
【００４６】
また、次のようにして、比較例２−１〜２−４の光触媒担持体を製造した。
（比較例２−１）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例２−１と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例２−２）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例２−２と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例２−３）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例２−３と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。
（比較例２−４）
酸化チタン第１層の形成、及び第１回焼成は実施例２−４と同様に行ったが、酸化チタン第２層の形成、及び第２回焼成を行っていないものである。尚、比較例２−１〜２−４における光触媒担持体の製造条件の一覧を表４に示す。
【００４７】
【表４】
2005349309.tif 000006
【００４８】
本実施例２−１〜２−４の光触媒担持体１は、前記実施例１と同様の効果を奏することができる。
本実施例２−１〜２−４、及び比較例２−１〜２−４の光触媒担持体について、前記実施例１と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表３及び表４に示す。
【００４９】
表３に示すように、実施例２−１〜２−４の光触媒担持体１は、反応時間３０分において、除去率は全て９８％以上であり、非常に高かった。この結果から、本実施例２の光触媒担持体１は、光触媒作用によるアンモニア分解効果（防臭効果）が高いことが確認できた。
【００５０】
また、実施例２−１〜２−４の光触媒担持体１のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第１層５の焼成温度として、６００〜１１００°Ｃの範囲が好適であることが確認できた。
【００５１】
これに対し、表４に示すように、酸化チタン第２層を備えていない比較例２−１〜２−４の光触媒担持体は、反応時間３０分における除去率が４７．５〜７０％と非常に低かった。この理由は、比較例２−１〜２−４の光触媒担持体は酸化チタン第２層７を備えておらず、６００〜１１００°Ｃという高温で焼成され、焼結が生じている酸化チタン第１層５のみを備えるためであると推定される。
【００５２】
また、実施例２−１〜２−４の光触媒担持体１の表面を電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００）により撮影した。この写真を図３に示す。図３（ａ）は実施例２−１についての写真であり、図３（ｂ）は実施例２−２についての写真であり、図３（ｃ）は実施例２−３についての写真であり、図３（ｄ）は実施例２−４についての写真である。
【００５３】
この図３に示すように、酸化チタン第１層５の焼結温度が６００〜１０００°Ｃである実施例２−１〜２−３では、酸化チタン第１層５の焼結（大きい粒子の発生）は生じていないが、焼成温度が１１００°Ｃである実施例２−４では、一部において酸化チタン第１層５の焼結が生じ始めている。
【００５４】
酸化チタン第１層５の焼結が進むと、セラミックスフィルター３の表面に、酸化チタン第１層５で覆われていない部分が生じ、そこでは、酸化チタン第２層７が、セラミックスフィルター３に直接固定されることになり、酸化チタン第２層７の密着性が低下する。従って、図３から、酸化チタン第１層５の焼成温度は、１０００°Ｃ以下が一層好ましいことが分かる。
【実施例３】
【００５５】
基本的には前記実施例１と同様にして実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１を製造した。
ただし、本実施例３では、酸化チタン第１層５の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１の原液とした。また、酸化チタン第１層５の焼成条件は、全て５００°Ｃ、４時間とした。
【００５６】
また、酸化チタン第２層７の焼成温度は、１００°Ｃ、２００°Ｃ、３０００°、４００°Ｃの４種類とし、１００°Ｃで焼成したものを実施例３−１、２００°Ｃで焼成したものを実施例３−２、３００°Ｃで焼成したものを実施例３−３、４００°Ｃで焼成したものを実施例３−４とした。尚、実施例３−１〜３−４における光触媒担持体１の製造条件の一覧を表５に示す。
【００５７】
【表５】
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【００５８】
本実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１は、前記実施例１と同様の効果を奏することができる。
本実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１について、前記実施例１と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表５に示す。
【００５９】
表５に示すように、実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１は、反応時間３０分において、除去率は全て９７％以上であり、非常に高かった。特に、酸化チタン第２層７の焼成温度が１００〜３００°Ｃである実施例３−１〜３−３は、除去率が９９％以上と、一層高かった。更に、酸化チタン第２層７の焼成温度が２００°Ｃである実施例３−２は、除去率が９９．９５％と、最も高かった。
【００６０】
この結果から、本実施例３の光触媒担持体１は、光触媒作用によるアンモニア分解効果（防臭効果）が高いことが確認できた。
また、実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第２層７の焼成温度として、１００〜４００°Ｃの範囲が好適であることが確認できた。
【００６１】
次に、実施例３−１〜３−４の光触媒担持体１の表面を電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００）により撮影した。この写真を図４に示す。図４（ａ）は実施例３−１についての写真であり、図４（ｂ）は実施例３−２についての写真であり、図４（ｃ）は実施例３−３についての写真であり、図４（ｄ）は実施例３−４についての写真である。
【００６２】
この図４では、酸化チタン第２層７の焼結温度が１００〜３００°Ｃである実施例３−１〜３−３では、酸化チタン第２層７に、数十μｍ周期の波模様が現れている。それに対し、焼成温度が４００°Ｃである実施例３−４では、そのような波模様は現れていない。
【００６３】
実施例３−１〜３−４に現れているような波模様があれば、酸化チタン第２層７の表面積が増し、光触媒作用が向上すると考えられる。従って、図４からも、酸化チタン第２層７の焼成温度は、１００〜３００°Ｃの範囲が一層好適であることが分かった。
【実施例４】
【００６４】
基本的には前記実施例１と同様にして実施例４−１〜４−４の光触媒担持体１を製造した。
ただし、本実施例４では、酸化チタン第１層５の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１の原液とした。また、酸化チタン第１層５の焼成条件は、全て、５００°Ｃ、４時間とした。
【００６５】
また、酸化チタン第２層７の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１の原液、２倍希釈（ＳＴＳ−０１と水とを１：１で混合）、３倍希釈（ＳＴＳ−０１と水とを１：２で混合）、４倍希釈（ＳＴＳ−０１と水とを１：３で混合）の４種類とし、原液を用いるものを実施例４−１、２倍希釈を用いるものを実施例４−２、３倍希釈を用いるものを実施例４−３、４倍希釈を用いるものを実施例４−４とした。ここで、ＳＴＳ−０１原液の酸化チタン含有率は、上述したように３０．１重量％であるので、実施例４−１で酸化チタン第２層７の形成に用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は３０．１重量％であり、実施例４−２で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は１５．１重量％であり、実施例４−３で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は１０．０重量％であり、実施例４−４で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は７．５２重量％である。尚、実施例４−１〜４−４における光触媒担持体の製造条件の一覧を表６に示す。
【００６６】
【表６】
2005349309.tif 000008
【００６７】
本実施例４−１〜４−４の光触媒担持体１は、前記実施例１と同様の効果を奏することができる。
本実施例４−１〜４−４の光触媒担持体１について、前記実施例１と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表６に示す。
【００６８】
表６に示すように、実施例４−１〜４−４の光触媒担持体１は、反応時間３０分において、除去率は全て９９．６％以上であり、非常に高かった。特に、酸化チタンコーティング剤としてＳＴＳ−０１の原液（酸化チタン含有率３０．１重量％）、又は２倍希釈（酸化チタン含有率１５．１重量％）を用いる実施例４−１〜４−２では、除去率が９９．８％以上と、一層高かった。
【００６９】
この結果から、本実施例４の光触媒担持体１は、光触媒作用によるアンモニア分解効果（防臭効果）が高いことが確認できた。
また、実施例４−１〜４−４の光触媒担持体１のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第２層７の形成に用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率として、７．５２〜３０．１重量％の範囲が好適であることが確認できた。
【実施例５】
【００７０】
基本的には前記実施例１と同様にして実施例５の光触媒担持体１を製造した。
ただし、本実施例５では、酸化チタン第１層５の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１の原液とし、酸化チタン第１層５の焼成条件は、５００°Ｃ、４時間とした。
【００７１】
また、次のようにして、比較例５の光触媒担持体を製造した。
（比較例５）
酸化チタン第１層５の形成、及び第１回焼成は行わず、酸化チタン第２層７の形成、及び第２回焼成は実施例５と同様に行った。従って、比較例５の光触媒担持体の構成は、実施例５の光触媒担持体１から、酸化チタン第１層５を除いたものである。
【００７２】
尚、実施例５及び比較例５における光触媒担持体の製造条件の一覧を表７に示す。
【００７３】
【表７】
2005349309.tif 000009
【００７４】
実施例５、及び比較例５の光触媒担持体について、前記実施例１と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表７に示す。
表７に示すように、実施例５の光触媒担持体１は、反応時間３０分において、除去率は全て９９．９５％であり、非常に高かった。この結果から、本実施例５の光触媒担持体１は、光触媒作用によるアンモニア分解効果（防臭効果）が高いことが確認できた。
【００７５】
また、実施例５、及び比較例５の光触媒担持体に対し、酸化チタン第２層７の密着性を確かめるための試験を行った。具体的には、実施例５、比較例５の光触媒担持体を洗浄し、その洗浄前後の表面状態を電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００）を用いて観察した。ここで、洗浄条件は、上水を用いた５分間の流水処理とした。
【００７６】
その結果を図５に示す。図５（ａ）は洗浄前における比較例５の光触媒担持体の表面写真であり、図５（ｂ）は洗浄前における実施例５の光触媒担持体１の表面写真であり図５（ｃ）は洗浄後における比較例５の光触媒担持体の表面写真であり図５（ｄ）は洗浄後における実施例５の光触媒担持体１の表面写真である。
【００７７】
実施例５の光触媒担持体１では、図５（ｂ）に示すように、洗浄前は、全面にわたって約１０μｍサイズの鱗状模様が見られる。この鱗状模様は、酸化チタン第２層７で覆われていることを示す。従って、比較例５の光触媒担持体１は、洗浄前には、全面にわたって酸化チタン第２層７で覆われていた。
【００７８】
また、実施例５の光触媒担持体１を洗浄した後も、図５（ｄ）に示すように、光触媒担持体１の表面は、洗浄前と同様に、全面にわたって鱗状模様で覆われいた。この結果から、実施例５の光触媒担持体１は、洗浄を行っても酸化チタン第２層７が剥離せず、耐久性が高いことが確認できた。
【００７９】
次に、比較例５の光触媒担持体は、洗浄前は、図５（ａ）に示すように、全面にわたって約１０μｍサイズの鱗状模様が見られ、酸化チタン第２層７で均一に覆われていた。
しかし、比較例５の光触媒担持体を洗浄した後は、図５（ｃ）に示すように、鱗状模様は写真中の右上の領域に残るだけで、その他の部分は、セラミックスフィルター３の表面が露出していた（図２参照）。この結果から、比較例５の光触媒担持体は、酸化チタン第１層５が存在しないことにより、酸化チタン第２層７の密着性が低く、耐久性において劣ることが分かった。
（実験例）
実施例１〜５の光触媒担持体１における酸化チタン第１層５、酸化チタン第２層７厚さを確かめるための実験を行った。具体的には、ガラスの薄板に、実施例１〜５と同様の方法で酸化チタンコーティング液を塗布し、焼成した後に、断面を電子顕微鏡で観察した。酸化チタンコーティング液は、ＳＴＳ−０１を２倍に希釈したものを用いた。また、実験は、焼成温度が１００°Ｃ、１５０°Ｃ、２００°Ｃ、２５０°Ｃ、３００°Ｃ、４００°Ｃの場合について、それぞれ行った。
【００８０】
結果を図６に示す。図６（ａ）は焼成温度が１００°Ｃの場合であり、図６（ｂ）は焼成温度が１５０°Ｃの場合であり、図６（ｃ）は焼成温度が２００°Ｃの場合であり、図６（ｄ）は焼成温度が２５０°Ｃの場合であり、図６（ｅ）は焼成温度が３００°Ｃの場合であり、図６（ｆ）は焼成温度が４００°Ｃの場合である。図６（ａ）〜（ｆ）の写真において、下側の層はガラス薄板の層であり、上側の層が酸化チタンから成る層である。
【００８１】
図６に示す写真のうち、酸化チタンから成る層が明瞭に識別できる図６（ｃ）、図６（ｅ）について見ると、酸化チタンから成る層の厚みは、それぞれ、１．３μｍ、１．６μｍであった。従って、実施例１〜５における酸化チタン第１層５、酸化チタン第２層７の厚さも、これに近い値であると推定される。
【００８２】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記実施例１〜５において、酸化チタンの代わりに、他の光触媒性の物質、例えば、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコン等を用いても良い。
【００８３】
また、酸化チタンコーティング液としては、例えば、石原産業製ＳＴＳ−２１（酸化チタン含有率３８．８％（重量比）、酸化チタンの平均粒径約１００ｎｍ、ｐＨ８．３）の原液、または水で希釈した液を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】光触媒担持体１の構成を表す断面図である。
【図２】セラミックスフィルター３の表面写真である。
【図３】実施例２の光触媒担持体の表面写真である。
【図４】実施例３の光触媒担持体の表面写真である。
【図５】実施例５及び比較例５の光触媒担持体の表面写真である。
【図６】ガラス薄板上に形成された酸化チタン層を表す断面写真である。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・光触媒担持体
３・・・セラミックスフィルター
５・・・酸化チタン第１層
７・・・酸化チタン第２層
【図１】
2005349309.tif 000010
【図２】
2005349309.tif 000011
【図３】
2005349309.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
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